(57)【要約】【課題】受熱部ケーシングの腐食やスケール付着を回避する廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置を得る。【解決手段】中・小規模のごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉、や、太陽光、内燃機関などの熱源から発生するエネルギで駆動されるスターリングエンジンによって発電する廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置１において、廃熱・自然熱利用の熱源装置２と、この熱源装置２で発生する熱ガスと熱交換して高温蒸気を発生する高温蒸気発生装置３と、この高温蒸気をスターリングエンジン４の加熱媒体としてスターリングエンジン受熱部５に供給する高温蒸気ダクト手段６とを具える。好適には、熱源装置２′に隣接して二次燃焼室２を設け、また、熱源装置２′および二次燃焼室２のそれぞれに高温蒸気発生装置および高温蒸気ダクト手段、ならびにスターリングエンジンを設けるとよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中・小規模のごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉、や、太陽光、内燃機関などの熱源から発生するエネルギで駆動されるスターリングエンジンによって発電する廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置において、
廃熱・自然熱利用の熱源装置と、
前記廃熱・自然熱利用の熱源装置で発生する熱ガスと熱交換して高温蒸気を発生する高温蒸気発生装置と、
この高温蒸気を前記スターリングエンジンの加熱媒体として前記スターリングエンジン受熱部に供給する高温蒸気ダクト手段と
を具えたことを特徴とする廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置。
【請求項２】
前記熱源装置に隣接して、熱源装置で発生する熱ガスをさらに燃焼させる二次燃焼装置を設け、この二次燃焼装置に、前記熱源装置により発生可能な第１高温蒸気よりもさらに高温の第２高温蒸気を発生する高温蒸気発生装置を配置し、この高温蒸気発生装置から高温蒸気ダクト手段を介して、第２高温蒸気を前記スターリングエンジン受熱部に供給し、前記高温蒸気ダクト手段を、他の熱回収手段に通過させるものとした請求項１記載の廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置。
【請求項３】
前記二次燃焼装置を、熱分解または脱臭のための燃焼装置とした請求項２記載の廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置。
【請求項４】
前記他の熱回収手段を、他の第２のスターリングエンジンとし、前記高温蒸気ダクト手段は、第１のスターリングエンジン受熱部を通過させた後、この第２のスターリングエンジンの受熱部に第２高温蒸気を供給するものとした請求項２または３に記載の廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中・小規模のごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉、や、太陽光、内燃機関などの熱源から発生する熱エネルギで駆動されるスターリングエンジンによって発電する廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このような廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置としては、従来ごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉、や、内燃機関などの熱源から発生する排ガスをスターリングエンジンの受熱部または高温側熱交換器の加熱に使用していた。（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照。）さらに、排ガスから有害物質を除去する改質処理した改質ガスをスターリングエンジンの受熱部に供給する方法もある。（例えば、特許文献４参照。）
【特許文献１】特開平  １‐２５９１１６号公報
【特許文献２】特開平  ８‐  ９４０５０号公報
【特許文献３】特開平１１‐３０４１２３号公報
【特許文献４】特開２００１‐６２４３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、受熱部にガスを直接さらす従来のスターリングエンジンにおいては、受熱部ケーシングが腐食または破損を生じたり、受熱部ケーシングにスケールが付着して熱効率の低下を引き起こしたりするという問題があった。
【０００４】
したがって、本発明の目的は、受熱部ケーシングの腐食または破損や、スケール付着を回避する廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的を達成するため、本発明による廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置は、廃熱・自然熱利用の熱源装置と、この熱源装置で発生する熱ガスと熱交換して高温蒸気を発生する高温蒸気発生装置と、この高温蒸気を前記スターリングエンジンの加熱媒体として前記スターリングエンジン受熱部に供給する高温蒸気ダクト手段とを具えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、スターリングエンジン受熱部のケーシングには、ケーシングを腐食させる不純物のない高温蒸気が当たるため、腐食、破損、スケール付着がなく、スケールが付着したとしても、高温蒸気が付着したスケールを吹き飛ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の好適な実施例においては、熱源装置に隣接して、熱源装置で発生する熱ガスをさらに燃焼させる二次燃焼装置を設け、この二次燃焼装置に、前記熱源装置により発生可能な第１高温蒸気よりもさらに高温の第２高温蒸気に加熱する高温蒸気発生装置を配置し、この高温蒸気発生装置から高温蒸気ダクト手段を介して、第２高温蒸気を前記スターリングエンジン受熱部に供給する。この構成によれば、スターリングエンジンによる発電効率が向上する。
【０００８】
この場合、二次燃焼装置を、熱分解または脱臭のための燃焼装置とすると、排ガス中の有害物質を分解し、また排ガスを脱臭することができて好適である。さらに、他の熱回収手段を、他の第２のスターリングエンジンとし、高温蒸気ダクト手段は、第１のスターリングエンジン受熱部を通過させた後、この第２のスターリングエンジンの受熱部に第２高温蒸気を供給するものとした場合、発電効率がよくなる。
【０００９】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１には、本発明による第１の実施例としての廃熱、自然熱を利用したスターリングエンジン発電装置１を示し、この装置は、中・小規模のごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉としての熱源装置２を有する。この熱源装置２は、これら炉ではなく、太陽光集光装置、内燃機関とすることもできる。さらに、本発明スターリングエンジン発電装置１は、この熱源装置２で発生する熱ガスと熱交換して高温蒸気を発生する高温蒸気発生装置３と、この高温蒸気をスターリングエンジン４の加熱媒体として、スターリングエンジン４の受熱部５に供給する高温蒸気ダクト手段６とを有する。
【００１１】
スターリングエンジン４のシリンダの受熱部５側における加熱と、シリンダ反対側の冷却部における冷却による図示しないディスプレーサ（ピストン）の往復動によって発電機７が動作し、出力部８から電力を出力する。
【００１２】
高温蒸気ダクト手段６は、煙道９に連通させ、煙道内の排気ガスに反応させ、排気ガスを浄化させるようにすると、好適である。この高温蒸気ダクト手段６を煙道に連通させることなく、図示しないが、この高温蒸気ダクト手段６を他の熱回収装置、例えば、熱交換器に通過させ、高温蒸気発生装置３に循環させるようにすると好適である。
【実施例２】
【００１３】
図１の点線で示す熱源装置２′をごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉とし、図１の熱源装置２を、熱分解または脱臭のための二次燃焼装置（図示しないバーナー手段を有する）とすることもできる。この構成によれば、熱源装置２′で発生可能な第１蒸気よりも高温の第２高温蒸気を発生することができる。
【実施例３】
【００１４】
図２に、本発明による第３の実施例としての廃熱、自然熱を利用したスターリングエンジン発電装置１１を示す。この第３実施例においては、熱源装置２′に隣接して、熱源装置で発生する熱ガスをさらに燃焼させる二次燃焼装置１２を設ける。熱源装置２′には、第１および第２の実施例と同様に、高温蒸気発生装置３を設け、第１高温蒸気ダクト手段６から第１高温蒸気を第１スターリングエンジン４の受熱部５に供給する。
【００１５】
さらに、第３の実施例においては、二次燃焼装置１２に、熱源装置′２における第１高温蒸気発生装置３と熱交換して発生する第１高温蒸気よりもさらに高温の第２高温蒸気を発生する第２高温蒸気発生装置１３を配置する。
【００１６】
この第２高温蒸気発生装置１３から第２高温蒸気ダクト手段１４を介して、第２高温蒸気を第２スターリングエンジン１５の受熱部１６に供給する。第２高温蒸気ダクト手段１４は、やはり、他の熱回収手段に通過させると好適である。図２に点線で示すように、第１高温蒸気ダクト手段６を第２高温蒸気発生装置１３に連通させてもよい。
【００１７】
この第２スターリングエンジン１５によって動作する第２発電機１７は、第１発電機７よりも大きな電力を第２出力部１８から出力することができる。第２高温蒸気ダクト手段１４は、図１の実施例における高温蒸気ダクト手段６と同様に、煙道９に連通させ、煙道内の排気ガスに反応させ、排気ガスを浄化させるようにすると好適である。また、高温蒸気ダクト手段６を煙道に連通させることなく、図示しないが、この高温蒸気ダクト手段６を他の熱回収装置、例えば、熱交換器に通過させ、高温蒸気発生装置３に循環させるようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、さまざまな中・小規模のごみ焼却炉、乾燥炉、溶融炉、や、太陽光、内燃機関などの熱源から発生する熱エネルギから発電する、即ち、廃熱、自然熱から発電するシステムとして利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置の第１実施例（実線で示す）および第２実施例（点線および実線で示す）の線図的説明図である。
【図２】本発明による廃熱・自然熱利用スターリングエンジン発電装置の第３実施例の線図的説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  スターリングエンジン発電装置
２  熱源装置（または二次燃焼装置）
２′熱源装置
３  高温蒸気発生装置
４  スターリングエンジン
５  受熱部
６  高温蒸気ダクト手段
７  発電機
８  出力部
９  煙道
１１  スターリングエンジン発電装置
１２  二次燃焼装置
１３  第２高温蒸気発生装置
１４  第２高温蒸気ダクト手段
１５  第２スターリングエンジン
１６  受熱部
１７  第２発電機
１８  第２出力部
【図１】
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【図２】
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